Рецептивность эндометрия: молекулярные механизмы регуляции имплантации

Аннотация

Представлены современные взгляды на рецептивность эндометрия и молекулярные механизмы регуляции имплантации. Анализируется значение сигнальных молекул как возможных маркеров для оценки параметров имплантационного окна в программах вспомогательных репродуктивных технологий.

Полный текст

Бесплодный брак остается одной из важных медицинских, социальных, экономических и общегосударственных проблем. По данным ВОЗ, его частота составляет 10–15 % и не имеет тенденции к снижению. Несмотря на более чем 30-летнюю историю существования методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), эффективность программ экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) за последние годы значительно не меняется и остается на уровне 30–40 %. Поэтому в последние годы большое внимание уделяется разработкам методических подходов, направленных на повышение результативности циклов ЭКО [2]. В настоящее время особое внимание ученых сконцентрировано на исследовании эндометрия в период имплантационного окна (implantation window) и изучение новых сигнальных молекул, специфически ответственных за имплантацию бластоцисты. Имплантационное окно представляет собой период времени, когда эндометрий максимально восприимчив к имплантации бластоцисты, в этот период происходит активное взаимодействие эмбриона и эндометрия, приводящее к имплантации бластоцисты и наступлению беременности. Наиболее часто это период 5–10 дня после овуляции, что соответствует 20–24 дням 28-дневного менструального цикла [1, 9, 55]. Для характеристики состояния эндометрия в период имплантационного окна A. Psychoyos впервые предложил использовать термин «рецептивность», или «восприимчивость», эндометрия [43]. Имплантация эмбриона в полости матки — многоэтапный процесс, регуляция которого осуществляется путем межмолекулярных и межклеточных взаимодействий, а успех во многом зависит от синхронности развития эмбриона и эндометрия. В результате их взаимодействия экспрессируется большое количество сигнальных молекул, осуществляющих паракринную, аутокринную, интракринную и юкстакринную регуляцию внутри- и межклеточных взаимодействий. Эти взаимодействия модулируют дальнейшее развитие и «поведение» бластоцисты, распознавание беременности и адаптацию к ней организма матери. При беременности, наступившей естественным путем, важную роль играет микроокружение эмбриона на разных стадиях его развития. Фолликулярная, трубная жидкости участвуют в заключительных этапах созревания ооцитов, и их секреция модулируется присутствием эмбриона [42]. В программах ВРТ при контролируемой гиперстимуляции яичников осуществляется забор, оплодотворение ооцитов и культивирование эмбрионов in vitro. Это исключает воздействие микроокружения и часто приводит к неполноценности преимплантационного эмбриона. Однако в настоящее время разработаны методики, позволяющие получать эмбрионы высокого качества путем культивирования в средах, содержащих факторы роста и цитокины, а также при ко-культивировании с клетками эндометрия матери [3]. Из этого следует, что имплантация зависит от трех факторов: качества эмбриона, функциональной зрелости-рецептивности эндометрия и состояния репродуктивной функции женского организма в целом. В случае переноса в полость матки эмбрионов хорошего качества и исключения всех явных причин, препятствующих благополучному завершению программы, неудачу ЭКО расценивают как нарушение на этапе имплантации эмбриона [22]. В 1945 году P. Vigano и соавт. провозгласили следующий постулат, ставший впоследствии афоризмом: «Бластоциста может виртуально имплантироваться в любом месте человеческого организма, кроме нерецептивного эндометрия». Удивительно, но имплантация действительно может наступить в любой ткани человеческого тела без предварительной подготовки этой ткани, однако в эндометрии имплантация возможна только в период «окна имплантации». Имплантация протекает в три фазы: присоединения (apposition), сцепления (adhesion) и вторжения (invasion). Начало процесса имплантации имеет строго фиксированный момент — это «вылупление» бластоцисты из блестящей оболочки (хетчинг). Исчезновение блестящей оболочки «обнажает» рецепторы и освобождает выход различных сигнальных молекул, которые вовлекаются в последующие этапы имплантации. Во время первой фазы имплантации (apposition) клетки эмбриона ориентируются относительно эндометрия, на наружной мембране бластоцисты образуются многочисленные микроворсинки, в результате чего начинается «диалог» между эмбрионом и эндометрием. Эти взаимоотношения являются основой для синхронизации созревания эндометрия и развития эмбриона [1, 55]. Вторая фаза имплантации (adhesion) характеризуется тесным контактом трофобласта с маточным эпителием и формированием тесных функциональных взаимоотношений. Последующая стадия вторжения трофобласта (invasion) завершает процесс имплантации и характеризуется глубоким проникновением бластоцисты в эпителий матки. Синцитиотрофобласт эмбриона вторгается между эпителиальными клетками и прорастает в сторону базального слоя. Над погрузившейся в толщу эндометрия бластоцистой происходит полное смыкание покровного эпителия [2, 33, 47, 52, 55]. Эндометрий в естественном цикле претерпевает ряд морфологических, клеточных и молекулярных изменений, необходимых для «открытия» имплантационного окна и формирования рецептивного состояния эндометрия, обеспечивающего процесс имплантации. В настоящее время выделено большое число биологически активных веществ: факторов роста, цитокинов, молекул адгезии, компонентов межклеточного вещества, характер выработки которых так или иначе изменяется в зависимости от этапа трансформации эндометрия и параметров имплантационного окна. Трансформация эндометрия в периимплантационный период происходит под действием ряда регулирующих факторов. Центральная регуляция осуществляется гипоталамусом и гипофизом. Помимо гонадотропных гормонов, функция яичников связана с гормонами надпочечников и щитовидной железы. Периферическая гормональная регуляция репродуктивной функции осуществляется половыми стероидами: андрогенами, эстрогенами и прогестинами. Пролиферация и дифференциация эндометрия контролируется стероидными гормонами яичника. Основные эффекты эстрогенов и прогестинов на клетки-мишени осуществляются посредством внутриклеточных гормонов-рецепторов. Доказано, что решающая роль в воздействии на эндометрий отводится не собственно стероидным гормонам, циркулирующим в периферическом кровотоке, а определяется их взаимодействием с функционально полноценными рецепторами ткани эндометрия к соответствующим стероидным гормонам. Благодаря наличию рецепторов — «молекул узнавания», клетка-мишень способна с высокой точностью отличить самую малую концентрацию тропных гормонов во внеклеточной жидкости [51]. Эстрадиол одновременно с пролиферацией клеток эпителия стимулирует развитие секреторного аппарата клетки и синтез собственных рецепторов, а также рецепторов прогестерона и андрогенов, посредством взаимодействия с которыми и осуществляется многогранный его эффект. Прогестерон не только не усиливает синтез собственных рецепторов, но, напротив, подавляет его так же, как и синтез рецепторов эстрадиола. Следовательно, количество определенного вида рецепторов зависит как от содержания соответствующего активного гормона в крови, так и от концентрации стероидов других классов [4, 5]. В настоящее время выявлено два подтипа рецептора эстрогенов (ЭР), известных как ЭР-α и ЭР-β, которые имеют сходную первичную структуру белков, но контролируются разными генами. Наивысший уровень экспрессии β-рецептора обнаруживается в эпителиальных клетках эндометрия в преовуляторном периоде, а также в клетках стромы и эндотелиоцитах в позднюю секреторную фазу. Экспрессия α-рецепторов максимальна в течение периовуляторного периода. Стоит отметить, что в стенках сосудов эндометрия экспрессируется исключительно ЭР-β, а в периваскулярных клетках стромы отмечается экспрессия как ЭР-β, так и ЭР-α, что указывает на связь β-рецепторов эстрогенов с активным ангиогенезом [32]. ЭР-β принимает участие в процессах децидуализации, необходимых для имплантации, и «созревании» шейки матки в течение беременности. При беременности происходит переключение экспрессии с ЭР-α на ЭР-β, необходимое для поддержания беременности. Роды наступают после исчезновения экспрессии ЭР-β [46]. Прогестерон подавляет экспрессию ЭР-α, но одновременно увеличивает экспрессию ЭР-β. В исследованиях было показано, что в клетках железистого эпителия экспрессия ЭР-β ассоциирована с секреторной функцией, в то время как экспрессия ЭР-α связана с процессами пролиферации клеток [53]. Рецептор прогестерона (PR) состоит из двух лиганд-связывающих форм, отличающихся N-концами и происходящих от одного гена [34]. Предполагается, что влияние прогестерона на эндометрий в секреторную фазу цикла и в ранние сроки беременности осуществляется главным образом посредством его воздействия на подтип А-рецепторов, расположенных в клетках стромы эндометрия [48]. Общим результатом действия прогестерона во вторую фазу цикла является прогрессирующая дифференцировка стромальных клеток в децидуальные, которые обладают уникальными способностями регулировать инвазию трофобласта и местные иммунные реакции. Весь этот процесс завершает подготовку эндометрия к приему бластоцисты и ведет к выработке большого количества биологически активных сигнальных молекул, таких как факторы роста, цитокины, нейропептиды. Активация окна имплантации также характеризуется ультраструктурными изменениями в морфологии эпителиальных клеток [38]. Покровный эпителий матки первым контактирует с бластоцистой, в результате чего в нем происходят морфологические и молекулярные изменения, обеспечивающие восприимчивость эндометрия к нидации эмбриона. В период имплантации в нем образуются микровыпячивания (пиноподии) на апикальной поверхности эпителия. Они появляются в середине секреторной фазы менструального цикла, этот процесс связан с наивысшей концентрацией прогестерона в крови. Появление пиноподий соответствует по времени началу окна имплантации, которое появляется в период максимальной рецепторной активности эндометрия [10, 44]. В естественном цикле полное развитие пиноподий происходит на 6–9-й день после овуляции (19–22-й день менструального цикла). При контролируемой стимуляции яичников в циклах ЭКО полностью развитые пиноподии появляются на 18–20-й день (забор яйцеклеток проводится на 14-й день), что свидетельствует о преждевременном созревании в сравнении с естественными циклами [18]. Появление пиноподий — строго контролируемый процесс. Созревание пиноподий совпадает с резким снижением степени иммуноокрашивания на рецепторы прогестерона в эпителии и с образованием плато концентрации прогестерона в крови. Интересные данные были получены при изучении ультраструктуры поверхностного эпителия человеческого эндометрия и экспрессии ряда сигнальных молекул. Была выявлена корреляция экспрессии лейкемия ингибирующего фактора (leukemia inhibitory factor LIF), а также его рецептора и присутствия пиноподий на поверхности человеческого эндометрия. При этом максимальная экспрессия цитокина и рецептора совпадала со стадией расцвета пиноподий, что соответствовало предполагаемому периоду имплантации бластоцисты. LIF выделяется в виде своей трансмембранной формы в полость матки, где он взаимодействует с специфическими LIF-рецепторами: LIF-R и gp130 на поверхности бластоцисты [13]. Также было определено что, пик выработки интегрина αvb3 и остеопонтина четко совпадает с наличием зрелых пиноподий [30]. Наличие инсулин-связывающего фактора роста также было обнаружено в люминальном эпителии в период зрелых пиноподий. Связь созревания пиноподий с экспрессией факторов роста и других биологически активных веществ предполагает их непосредственное участие в механизме имплантации. Появление в эндометрии трансмембранного эпителиального муцина — MUC1 ограничивает временные рамки «окна имплантации». В эндометрии человека были обнаружены только MUC1 и в меньшей степени MUC6. У человека уровень мРНК MUC1 повышается в эндометрии начиная с пролиферативной фазы и снижается в поздней секреторной фазе [57]. Пик продукции MUC1 совпадает с периодом максимальной рецептивности эндометрия и образует особый барьер между бластоцистой и эндометрием с целью предотвращения адгезии бластоцисты к поверхностному эпителию, не отвечающему «нормальным» характеристикам [56]. С помощью сканирующей электронной микроскопии в сочетании с иммуногистохимией было выявлено, что MUC1 локализуется на реснитчатых клетках и отсутствует на маточных пиноподиях и поверхности клеток, не снабженных ресничками [6]. Также было выявлено снижение экспрессии MUC1CD и повышение экспрессии эстрогеновых рецепторов у пациенток с эндометриозом по сравнению с контрольной группой фертильных женщин [37]. Готовность эндометрия к имплантации бластоцисты определяется не только его рецепторной полноценностью, но и активностью процессов апоптоза. Началу запуска апоптоза в железах и строме предшествует снижение концентрации 17р-эстрадиола и прогестерона в сыворотке крови. Показано, что можно экспериментально моделировать запуск процессов апоптоза в эндометрии животных путем блокады стероидных гормонов. Снижение количества рецепторов к эстрогену и прогестерону в маточном эпителии приводит к росту апоптотического индекса в этих тканях. Одним из механизмов ускорения апоптоза в эндометрии является ишемия. Важным регулятором апоптоза при ишемии является фактор некроза опухолей альфа (TNFα). Показано участие апоптотических изменений эндометрия в ходе нормального процесса имплантации мышиных эмбрионов [4]. В течение имплантации эмбриона наблюдали развитие морфологических признаков апоптоза в клетках эпителия матки, прогрессирующего по мере роста трофобласта. Вероятно, такое биологическое явление, как апоптоз, необходимо для нормального протекания стадий адгезии бластоцисты и инвазии трофобласта в ходе физиологической имплантации. Будет ли клетка жить или погибнет при воздействии апоптозного стимула, зависит от соотношения экспрессии антиапоптотических (Bcl-2) и проапоптотических (ВАХ, Fas/FasL) белков. Bcl-2-ген определяет, подвергнется ли клетка апоптозу. Считается, что Bcl-2 ингибирует апоптоз в эндометрии человека во время пролиферативной фазы МЦ. Белок ВАХ — член семьи Bсl-2, способствует некрозу клеток и противостоит эффекту Bcl-2. Fas (СD95) и Fas-лиганд (FasL) — белки, принадлежащие к суперсемейству фактора некроза опухолей. Клетки, содержащие Fas, подвергаются апоптозу при взаимодействии с FasL. Ингибирование Fas-индуцированного апоптоза посредством Bcl-2 во время пролиферативной фазы МЦ предполагает, что Bcl-2 может контролировать Fas/FasL — путь апоптоза. Контроль процессов апоптоза может осуществляться стероидами как непосредственно, так и опосредованно, путем регуляции экспрессии в эндометрии местно вырабатываемых медиаторов — факторов роста и цитокинов [8]. Морфологические изменения, наблюдаемые в клетках при апоптозе, являются конечным результатом активации специфических ферментов, известных как каспазы. Эти ферменты модулируют апоптоз и служат иммуногистохимическими маркерами апоптоза. У человека выявлено более 14 различных каспаз, некоторые из них связаны с апоптозом (каспазы-2, -3 и -10). Активация каспазы-3 является критическим моментом в процессе апоптоза. При этом гибель клетки необратима. Значительное снижение апоптоза в поздней секреторной, менструальной и ранней пролиферативной фазах МЦ наблюдается у женщин с эндометриозом. Повышенные уровни растворимого FasL в перитонеальной жидкости женщин с эндометриозом способствуют повышению апоптоза иммунных клеток, содержащих Fas, приводя к снижению их нейтрализующей активности. Таким образом, способность клеток избежать некроза связана с увеличением экспрессии антиапоптотических и уменьшением экспрессии проапоптотических факторов. Поврежденная чувствительность эндометриальной ткани к спонтанному апоптозу приводит к имплантации и росту эндометрия в участках эктопии [16]. При подготовке материнского организма к имплантации в качестве локальных регуляторов действия стероидов, вовлеченных в циклические изменения эндометрия, выступают ростовые факторы. В периимплантационном периоде они присутствуют в эндометриальной ткани в значительных количествах [19, 27]. Считается, что динамическая выработка инсулиноподобных факторов роста (IGF-1 и -2), фактора роста фибробластов (bFGF), эпидермального фактора роста (EGF), сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF), факторов семейства трансформирующего фактора роста (TGF), их митотическая активность и модуляция ими дифференцировки клеток формируют восприимчивость эндометрия к имплантирующейся бластоцисте во время «окна имплантации». Действием факторов роста опосредуются специфические изменения количественного и качественного состава субпопуляций лейкоцитов, обусловливающих адекватную материнскую иммуносупрессию и эндометриальный ответ на внедрение трофобласта. Источником большинства ростовых факторов и цитокинов являются эпителиальные клетки, макрофаги, лимфоциты. Факторы роста и цитокины представлены несколькими семействами пептидов и белков, которые вовлечены в паракринную, интракринную и аутокринную регуляцию клеточных реакций за счет связывания со специфическими рецепторами клеточной поверхности. В разные фазы менструального цикла экспрессируются различные семейства факторов роста, для которых продемонстрирована выраженная циклическая зависимость, свидетельствующая о том, что они опосредуют влияние эстрогенов и прогестерона в эндометрии. Основную роль в пролиферации клеточных компонентов железистого эпителия эндометрия, стромы, гладкой мускулатуры и эндотелия сосудов играют специфически экспрессированные во время пролиферативной фазы цикла EGF, IGF-1 и -2, FGF и VEGF. IGF-1 и -2 оказывают свои биологические эффекты, связываясь с различными трансмембранными рецепторами (IGF-R) на поверхности клеток-мишеней [45]. При изучении содержания IGF-1 и IGF-2 в эпителии матки и экстрацеллюлярном матриксе во время имплантации в стадии инвазии трофобласта было установлено, что IGF-1 экспрессировался в строме и железистом эпителии, являющимися участками начального прикрепления и инвазии трофобласта. IGF-2 в значительно меньшей степени обнаруживался в базальном слое на латеральных плазматических мембранах, но определялся в более высокой, чем у IGF-1, концентрации в апикальной части клеток, что позволяет предположить его участие в стадии адгезии бластоцисты. Показано, что IGF-1 может действовать в качестве белка, защищающего материнский организм от избыточной инвазии трофобласта, а животные, нокаутные по гену IGF-1, проявляют сниженную фертильность [4, 45]. Клетки стромы эндометрия у человека и грызунов подвергаются децидуальной трансформации непосредственно перед имплантацией под влиянием метаболического сигнала со стороны бластоцисты. Реакции присоединения бластоцисты к эндометрию предшествует экспрессия эндотелиального фактора роста (EGF). Децидуальная трансформация развивается вначале в непосредственной близости к бластоцисте, затем метаболический сигнал эпителия передается строме с развитием соответствующей стромальной децидуальной реакции. Децидуализация включает многочисленные изменения в стромальных клетках. Вначале увеличивается пролиферация мезенхимальных клеток, формируя первичную децидуальную зону. Затем пролиферируют и дифференцируются дальше расположенные мезенхимальные клетки, с образованием вторичной децидуальной зоны, которая подвергается дальнейшей дифференцировке, «освобождая» место для имплантирующегося эмбриона [4, 60]. Важными секреторными продуктами этого периода являются пролактин (PRL) и инсулин, связывающий эндотелиальный фактор роста (HB-EGF) [36]. HB-EGF является протеином из семейства EGF-подобных молекул. В ходе ряда исследований были получены данные о коэкспрессии пиноподий и HB-EGF в период имплантационного окна. Он обладает промитогенными свойствами и вырабатывается многими клетками организма. Выявлено, что этот белок стимулирует выход бластоцисты из zona pellucida и активирует рост и развитие бластоцисты и трофобласта. Экспрессия данного белка носит прогестеронзависимый характер, определяясь в эндометрии в течение всего цикла, преобладая в пролиферативную фазу в строме, а в середине секреторной на апикальной поверхности покровного эпителия [28]. HB-EGF синтезируется как трансмембранный белок (tm-HB-EGF), который впоследствии может переходить в растворимую форму под действием протеолитических факторов или оставаться в связанной форме. Он может связывать и активировать два трансмембранных рецептора — EGF (HER1) и ErbB4 (HER4) — и выступать в качестве юкстакринного и паракринного ростового фактора различных клеток [7, 27]. В последние годы проведено большое количество исследований по изучению роли колиниистимулирующих факторов в регуляции фолликулогенеза, овуляции, рецептивности эндометрия и формировании плаценты. Гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор (GM-CSF) осуществляет регуляцию функции гранулоцитов и моноцитов, обладает антиапоптотическим эффектом, участвует в транспорте жидкости эпителием, регулирует пролиферацию клеток, положительно регулирует репликацию ДНК; ответственен за иммунный ответ в процессе имплантации. Экспрессия GM-CSF регулируется эстрадиолом и прогестероном и запускается воздействием семенной плазмы и сперматозоидов. С момента первого деления эмбрион экспрессирует рецептор к GM-CSF (GM-Rα) [25]. GM-CSF регулирует ответ материнского организма на беременность, обеспечивая иммунологический баланс и успешную имплантацию, способствует программированию правильного развития плацентарных структур, обеспечивающих адекватное функционирование плаценты и имплантацию эмбрионов хорошего качества за счет баланса иммунологических реакций. Использование культуральной среды, содержащей GM-CSF, оказывает значительное воздействие на частоту имплантации и частоту рождения детей в циклах ЭКО [4, 25]. GM-CSF продуцируется NK с фенотипом CD16. NK-клетки играют важную роль в инвазии трофобласта и ремоделировании спиральных артерий. Во время децидуализации на поверхности стромальных клеток повышается экспрессия молекул HLA-I класса. Молекула HLA-I, в свою очередь, взаимодействует с киллер-ингибиторным рецептором (KIR) на поверхности NK-клеток, что предотвращает лизис стромальных клеток NK-клетками [54]. Отсюда следует, что отсутствие экспрессии HLA-I класса стромальными клетками может быть причиной для их атаки NK-клетками. На клетках трофобласта человека отсутствуют молекулы HLA-Ia класса HLA-А и HLA-B, но присутствуют HLA-С, которые являются мишенью для цитотоксического действия NK. В то же время клетки трофобласта экспрессируют HLA-Ib класса HLA-E и HLA-G, которые взаимодействуют с NK-клетками эндометрия и децидуальной ткани и участвуют в процессах развития беременности. При нормальной беременности NK-клетки способствуют замещению клеток эндотелия в спиральных артериях клетками трофобласта, что позволяет спиральным артериям обеспечивать все возрастающие потребности в кровотоке. Однако при гестозах часто встречается экспрессия на децидуальных NK-клетках варианта KIR AA и на клетках трофобласта HLA-C2, что приводит к недостаточной функции NK-клеток, пониженному выделению VEGF и нарушению ремоделирования спиральных артерий. Проводились работы, в которых были исследованы KIR-рецепторы у пациенток с многочисленными неудачами ЭКО, где было выявлено отсутствие от 3 до 7 типов KIR-рецепторов [54]. Макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF) регулирует стероидогенез, усиливает влияние гонадотропина на клетки гранулезы. M-CSF секретируется железами эндометрия, играет важную роль в развитии плаценты. M-КСФ может увеличивать число ооцитов в случаях слабого ответа на стимуляцию в циклах ВРТ [29]. Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (G-CSF) продуцируется клетками гранулезы зрелых и овулирующих фолликулов в лютеиновую фазу цикла, а также продуцируется клетками трофобласта, оказывая влияние на децидуальные макрофаги. Уровень G-CSF в фолликулярной жидкости определяет успех ЭКО в естественном цикле. Препараты, содержащие G-CSF, применяются при лечении тонкого эндометрия и привычного невынашивания [24]. Роль EGF в репродуктивной функции стала активно изучаться лишь в последние несколько лет. Предполагается, что EGF играет важную роль в росте, миграции и адгезии клеток эндометрия, а также в формировании экстрацеллюлярного матрикса в течение цикла и на ранних стадиях развития эмбриона [20]. В эмбрионе на ранних стадиях развития продемонстрировано присутствие всего семейства IL-1, включающего несколько гомологичных пептидов и их рецепторы. В эндометрии женщин семейство IL-1 присутствует в макрофагах и эндотелиальных клетках, в основном в секреторной фазе цикла. В раннем периоде беременности взаимодействие эмбрионального IL-1 и рецепторов IL-1 в эндометрии может обеспечивать распознавание и имплантацию эмбриона. IL-1 и TGF-β играют существенную роль в имплантации за счет регуляции экспрессии стромой эндометрия тканевых ингибиторов металлопротеиназ-1 и -3, а также коллагеназы IV типа, важных для инвазии трофобласта. Предполагают, что уменьшение вязкости IV типа коллагена — главный фактор, способствующий развитию отека во внеклеточном пространстве при имплантации бластоцисты. Прогестерон редуцировал стимулирующий эффект IL-lα в отношении металлопротеиназы-3 в секреторной фазе in vitro и in vivo. Известно, что подавление активности металлопротеиназ необходимо для сохранения стабильности ткани в инвазивных процессах при имплантации и развитии плаценты [6, 49, 59]. EGF и фактор роста фибробластов (FGF), напротив, увеличивали уровень протеолитических ферментов (MMP), продуцируемых эндометриальными стромальными клетками в процессе децидуализации in vitro. Успех наступления имплантации и дальнейшее развитие беременности невозможны без сложных процессов ангиогенеза, регуляция которого протекает под действием ряда ингибиторов и активаторов неоваскуляризации. Основная форма FGF (bFGF) представляет собой ангиогенный белок, являющийся митогеном для эндотелиоцитов капилляров in vitro, относится к числу гепаринсвязывающих и широко представлен в тканях женской репродуктивной системы. bFGF контролирует выработку ферментов, в частности коллагеназы и активатора плазминогена, способствующих вазодилатации и возникновению кровотечения. Этому фактору отводят роль ключевого регулятора ангиогенеза в матке [19]. Другим важнейшим регулятором ангиогенеза у развивающегося эмбриона признан сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF). Он экспрессируется клетками железистого эпителия и стромы эндометрия в ответ на воздействие эстрадиола. VEGF и мРНК VEGF выявлены в биоптатах эндометрия человека во все фазы менструального цикла. Экспрессия VEGF в тканях матки и яичников регулируется лютеинизирующим гормоном, т. е. отражает циклическую природу овариального ангиогенеза. Мощными стимуляторами экспрессии VEGF являются гипоксия, IL-1, EGF и TGF-β. Уже с преимплантационного периода ряд факторов роста начинает проявлять эмбриотрофическую активность. Секреция TGF-β значительно увеличивается в эмбрионе овцы с 12-го по 16-й день беременности, тогда как уровень этого ростового фактора остается стабильным в культуре эндометрия. Предполагают, что продукция TGF-β эмбрионом развивается после материнского «распознавания» беременности и совпадает по срокам с имплантацией. Показано, что семейство TGF-β играет важную роль в имплантации, обеспечивая рецептивность эндометрия в отношении бластоцисты. Децидуальный TGF-β материнского происхождения может подавлять избыточную инвазию трофобласта, поскольку продемонстрирована его способность снижать дифференциацию цитотрофобласта [62]. В последние годы интенсивно разрабатывается направление, касающееся изучения юкстакринной регуляции (при контакте клеток друг с другом) посредством TGF-α в клетках человеческого эндометрия при имплантации. Показано, что трансмембранная форма TGF-α эпителия матки воздействовала на рецептор EGF мышиной бластоцисты при прямом межклеточном контакте. Индукция и пик синтеза TGF-α в мембранах эпителия матки совпадали по времени с периодом имплантации и, кроме того, были сопряжены с соответствующим ростом экспрессии рецептора EGF на бластоцисте [58]. Одним из эмбриональных аутокринных ростовых факторов и факторов, поддерживающих выживание клеток, является фактор роста тромбоцитов (PDGF). Он действует в преимплантационный период через рецепторы эмбриона. Одной из причин низкого имплантационного потенциала эмбрионов, получаемых в программах экстракорпорального оплодотворения, считают нарушение экспрессии эмбриональных рецепторов PDGF, в результате чего выживаемость эмбрионов понижается из-за дефицита аутокринной стимуляции. Предполагают, что уровень секреции PDGF может быть прогностическим маркером успешности имплантации и качества полученных эмбрионов в программе экстракорпорального оплодотворения [35]. При имплантации в клетках эндометрия выявлена экспрессия фактора роста кератиноцитов (KGF). Последний принадлежит к семейству FGF, является выраженным паракринным регулятором, продуцируется стромальными клетками, но действует преимущественно на эпителиальные клетки эндометрия, которые имеют к нему соответствующие рецепторы. KGF является мощным митогеном, действующим как мезенхимальный медиатор роста, дифференцировки и морфогенеза эпителиальных клеток [31]. Во время фаз аппозиции и адгезии бластоцисты важное значение имеет лейкемия-ингибирующий фактор (LIF). LIF, относящийся к семейству цитокинов, оказывает влияние на дифференцировку клеток различных тканей. К семейству цитокинов также относятся ИЛ-1, ИЛ-6, цилиарный нейротрофический фактор, онкостатин М, кардиотропин-1. Все они оказывают сходное воздействие на различные типы клеток. Доказательство важной роли LIF в процессе имплантации было получено в результате исследований нокаутных по этому гену мышей. Процессы оогенеза и оплодотворения у таких мышей не нарушены, однако образовавшиеся бластоцисты не способны к имплантации. Перенос выделенных бластоцист нормальным по гену LIF самкам приводил к развитию у них беременности. LIF действует на клетки, связываясь с гетерогенным рецептором LIF, который состоит из двух трансмембранных белков LIF-R и gp130. LIF является промежуточным звеном во взаимодействии между материнскими децидуальными лейкоцитами и внедряющимся трофобластом. В течение окна имплантации эмбрион активно принимает участие в установлении контакта с эндометрием, экспрессируя специфические LIF-R. Процесс эмбрионально-эндометриального взаимодействия является совместным: эмбрион продуцирует м-РНК LIF, в то время как эндометрий экспрессирует gp130 и функциональная активность LIF-R также возрастает. Когда эмбрион внедряется в эпителий и достигает стромы эндометрия, начинается синтез цитокинов ИЛ-1, TNF и TGF-β, индуцируя дальнейшую секрецию LIF стромальными клетками [15]. Процесс имплантации можно представить как воспалительную реакцию, которая способствует прикреплению и инвазии эмбриона в эндометрий, обеспечивая необходимое взаимодействие с материнской сосудистой системой. Этот процесс вызывает повышение сосудистой проницаемости в месте имплантации бластоцисты. В этом процессе активно участвуют простагландины как вазоактивные факторы, выполняя важную роль в овуляции, оплодотворении и в процессах поздней беременности, ведущих к началу родовой деятельности. Простагландины являются членами семейства эйкозаноидов, которое включает PGD2, PGE2, PGF2g и простациклин. Они образуются в мембране фосфолипидов в результате последовательного действия двух энзимов: цитозольной фосфолипазы А2 и циклооксигеназы ЦОГ. В настоящее время известны три изоформы циклооксигеназы: ЦОГ-1, ЦОГ-2 и ЦОГ-3. ЦОГ-2 индуцирует стимул образования факторов роста, цитокинов, онкогенов и воспаление. Цитозольная фосфолипаза А2 действует на мембранные фосфолипиды для выделения арахидоновой кислоты, которая в дальнейшем будет оксигенирована и восстановлена энзимами ЦОГ через простагландин Н2 [61]. Исследования на самках мышей с недостаточностью цитозольной фосфолипазы А2 или энзимов ЦОГ-2 показали важную роль простагландинов в имплантации. Недостаток одного из энзимов вызывает нарушения синтеза простагландинов, что ведет к дефектам имплантации. Введение экзогенных простагландинов может восстановить имплантацию эмбриона в нужное время. ЦОГ-1 индуцируется под действием эстрадиола и прогестерона, тогда как ЦОГ-2 — в ответ на воспалительные стимулы [14]. В течение периимплантационного периода в тканях эндометрия, помимо ростовых факторов, присутствует широкий перечень белков, проявляющих свои эффекты паракринным, юкстакринным и аутокринным путем. Их функции и точная роль в процессе имплантации в настоящий момент известны не полностью. В секреторном эндометрии продемонстрирована экспрессия лептина. Лептин является ключевым сигналом жировых клеток, он передает информацию об энергетических запасах, состоянии питания и метаболических сдвигах в репродуктивной системе. Лептин может действовать периферически в яичнике или централизованно на гипоталамус, влияя на синтез лютеинизирующего гормона (LH). Он оказывает воздействие через свои рецепторы и рецепторы семейства цитокинов. Ключевым звеном центрального пути, по которому лептин влияет на секрецию гонадотропина, являются пептиды — kisspeptin, neuropeptide-Y. Гипогонадотропный синдром и бесплодие, наблюдаемое в моделях на животных с тяжелыми нарушениями концентрации циркулирующего лептина или чувствительностью гипоталамуса к лептину, может частично объясняться подавлением гипоталамо-кисспептиновой системы. Является ли действие лептина на кисспептиновые нейроны прямым или опосредованным эффектом еще полностью не установлено [12, 41]. Относительно метаболизма липидов в период окна имплантации также был идентифицирован ген аполипопротеина D (APOD). Более высокое содержание APOD в эндометрии может быть связано с транспортом холестерина, вероятнее всего для синтеза стероидных гормонов. Плацентарный белок РР14 (гликоделин) является паракринным регулятором иммунных клеток, апоптоза, адгезии и дифференцировки. PP14 имеет изоформы: GDS, GDA и GDF. GDS препятствует разрушению сперматозоидов до их вступления в канал шейки матки, где GdS удаляется. GDA и GDF ингибируют связывание сперматозоидов с zona pellucida, а GDA может защищать сперматозоиды от материнской иммунной атаки. GDF подавляет преждевременную прогестерон-индуцированную акросомальную реакцию. GDA экспрессируется как в строме, так и в эпителии и значительно уменьшает инвазивность трофобласта через уменьшение транскрипции урокиназного активатора плазминогена (uPA). GDA подавляет активность естественных киллеров, Т-клеточную пролиферацию и хемотаксис моноцитов. Его основная физиологическая функция — обеспечение иммунологической толерантности в эмбрионально-материнском взаимодействии. GDA увеличивает секрецию интерлейкина-6, интерлейкина-13 и GM–CSF NK-клеток. Это ведет к изменению соотношения Th1/Th2 и вызывает иммунологическую толерантность дендритных клеток и апоптоз моноцитов [26]. Гепаринсульфат протеогликан — соединение, вовлеченное в фазу адгезии при имплантации. В эндометрии человечека в течение лютеиновой фазы цикла он присутствует на базальной мембране сосудов и желез. Дополнительно экспрессируется, когда стромальные клетки полностью трансформируются в предецидуальные. Рецепторы к гепаринсульфат протеогликану обнаружены на апикальной мембране поверхностных эпителиальных клеток и на внешней поверхности бластоцисты при приобретении ей адгезионной компетентности in vitro и in vivo [23]. Третий этап имплантации заключается в инвазии трофобласта между эпителиальными клетками и его прорастании в строму базального слоя. Распространение трофобласта в строму матки сопровождается лизистом базальных мембран путем активации протеолитических ферментов — сериновых протеаз, катепсинов и большей степени металлопротеиназ. Матриксные металлопротеиназы (MMP) — это ферменты, обладающие широким протеолитическим действием, они способны напрямую разрушать внеклеточный матрикс, обеспечивая тем самым инвазию эмбриона. Выделяют несколько классов ММР-секретирующихся в эндометрии: желатиназы, коллагеназы, стромелиназы. Основными энзимами имплантации являются желатиназы (ММР-2, ММР-9) и коллагеназы (ММР-1, ММР-8, ММР-13, ММР-18), обеспечивающие инвазию трофобласта в децидуальную ткань и сосудистую сеть. Ин